هذه ليست آلات والدتك

بدأت البحرية الأمريكية في بناء 12 غواصة نووية من الطراز الأول ، ومن المقرر أن تكتمل الغواصة الأولى بحلول عام 2027. لكنها تفتقر إلى عنصر حاسم: العديد من العمال المهرة الذين يقدر عددهم بنحو 50 ألفًا لإنجاز المهمة. كما أنها تفتقر إلى سلسلة إمداد موثوقة وبنية تحتية لبناء السفن الضخمة.

في جميع أنحاء أمريكا ، تواجه الصناعات تأخيرات هائلة في سلسلة التوريد ونقص العمال وأماكن للبناء بسبب عدة عقود من النقل إلى الخارج وإلغاء التركيز على أبحاث التصنيع والتعليم والتدريب في الولايات المتحدة

على سبيل المثال ، تعاني صناعة النسيج من نقص في العمالة بنسبة 20٪ ، وتتوقع صناعة تصنيع المعادن نقصًا في 400000 عامل بحلول عام 2024. وشهد العقد الأول من القرن الحادي والعشرين وحده انخفاضًا في وظائف التصنيع في الولايات المتحدة بمقدار الثلث ، حيث انخفضت من 17 مليونًا. في عام 2000 إلى أقل من 12 مليون في عام 2010.

أنا باحث تصنيع أعمل على إيجاد طرق لحل جزء رئيسي من تحديات التصنيع الأمريكية: إعداد العمال للاستفادة من تكنولوجيا اليوم مع تطوير تكنولوجيا الغد. هناك حاجة إلى قوة عاملة جديدة ماهرة في تصميم وتشغيل أدوات الآلات الجديدة والحالية لضمان أن أمريكا لديها عدد كافٍ من العمال لملء الوظائف.

لكن هذه ليست آلات والدتك. وهي متصلة بالشبكة لتحسين الموثوقية وجمع البيانات ، وقابلة للبرمجة للأتمتة ، ويمكنها تشكيل السبائك المعدنية والمواد المركبة في منتجات مهمة مثل الغرسات الطبية ، والتوربينات لمحركات الطائرات ، وقوالب الزجاجات البلاستيكية.

من الازدهار إلى الانهيار

اعتاد الأمريكيون على الحصول على المنتجات والخدمات بنقرة واحدة – مجتمع يوصف غالبًا بأنه مجتمع ما بعد صناعي وقائم على المعرفة. لكن قضايا سلسلة التوريد الخاصة بالوباء كشفت عن مخاطر اعتماد الولايات المتحدة على السلع والمواد الأجنبية – من رقائق الكمبيوتر إلى قطع غيار السيارات.

قادت الولايات المتحدة العالم مرةً في إنتاج الأدوات الآلية والآلات التي تعمل بالطاقة مثل المخارط والمطاحن وغيرها من المعدات المستخدمة في القطع والتشكيل والتشطيب. هذه تشكل الأساس لتصنيع الأجزاء لدعم صناعات السيارات ، والفضاء ، والدفاع ، والسلع الطبية والاستهلاكية.

ومع ذلك ، في عام 2021 ، استحوذت الصين على 31٪ من حصة السوق من إنتاج الأدوات الآلية ، تليها ألمانيا واليابان بنسبة 13٪. احتلت الولايات المتحدة المرتبة الرابعة ، متصدرة إيطاليا بهامش ضيق. بشكل عام ، استحوذت الدول الآسيوية على أكثر من 50٪ من الإنتاج العالمي لأدوات الماكينات. زاد إنتاج الصين بمقدار 5 مليارات دولار أمريكي من عام 2020 إلى عام 2021 ، بينما بلغ إجمالي إنتاج الولايات المتحدة في عام 2021 7.5 مليار دولار فقط.

لكن توافر المعدات لا يمثل سوى نصف المعادلة. يحتاج العمال إلى التعليم والتدريب على أحدث أدوات التصنيع والتقنيات.

على سبيل المثال ، المعالجة الآلية هي عملية يتم فيها استخدام أداة تعمل بالطاقة الثابتة لقطع المواد أو تشكيلها أو إزالتها بدقة من كائن ما. نظرًا لأن حافة القطع والجزء الذي يتم قطعه ليسا جامدين ، فإن القوة يمكن أن تسبب اهتزازًا غير مرغوب فيه. يتطلب ذلك فهم العلاقة بين معلمات التشغيل للآلة وسلوك اهتزاز حافة القطع والجزء.

يتطلب التشغيل الفعال لهذا النوع من المعدات معرفة مواضيع مثل الرياضيات والهندسة والفيزياء. تتوفر الفرص التعليمية لمهن التصنيع في العديد من كليات المجتمع والمدارس الفنية والجامعات. بمجرد التدريب ، يمكن للعمال المهرة الحصول على وظائف مثل مشغلي الآلات والمبرمجين وعلماء البيانات ومهندسي التصنيع ومصممي الآلات ورجال الأعمال.

لتنمية قوة التصنيع الماهرة ، من المهم إنشاء نظام تعليمي أكثر قوة من K-12 يركز على مواضيع STEM – العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات – مع توفير البرامج المهنية والتدريب المهني في نفس الوقت لجميع الطلاب.

لكن تعليم العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات في الولايات المتحدة يتخلف عن العديد من البلدان الأخرى. من بين 37 دولة في منظمة التعاون الاقتصادي والتنمية (OECD) ، تحتل الولايات المتحدة المرتبة السابعة في العلوم والمرتبة 25 في معرفة القراءة والكتابة في الرياضيات ، متخلفة عن دول مثل اليابان وكوريا الجنوبية وإستونيا وهولندا.

جهود التدريب جارية

ومع ذلك ، هناك محاولات لإعداد العمال من خلال عدة مبادرات. تهدف منظمات مثل الجمعية الأمريكية للمهندسين الميكانيكيين (ASME) و STEM For All Foundation و Next Wave STEM إلى توفير وصول عادل إلى برامج تعليم STEM للطلاب من جميع الخلفيات من أجل بناء جيل جديد من العمال المهرة.

إنني منخرط مع America’s Cutting Edge ، وهي مبادرة وطنية لتطوير تكنولوجيا الأدوات الآلية وتقدمها والتي يدعمها برنامج تحليل واستدامة القاعدة الصناعية التابع لوزارة الدفاع من مكتب السياسة الصناعية. تقدم شركة America’s Cutting Edge تدريبًا شخصيًا وعبر الإنترنت مجانًا في المعالجة الآلية والقياس. في المعسكر التدريبي الذي يستمر أسبوعًا واحدًا ، يتعلم المشاركون برمجة وتشغيل أدوات الآلة التي يتم التحكم فيها بواسطة الكمبيوتر أثناء إنتاج مكونات محرك هوائي مكبس يتأرجح ، والذي يحاكي تشغيل محرك الاحتراق في السيارات.

يتعرف المشاركون على كيفية تأثير التباين في بُعد الجزء ، المعروف باسم التفاوتات ، على تجميع الأجزاء في النظام. يتعلمون أيضًا عن العلاقة بين اهتزازات المعالجة ومعلمات التشغيل. قدمت America’s Cutting Edge تدريبات عبر الإنترنت لأكثر من 3500 شخص في جميع الولايات الخمسين وتوسعت من ولاية تينيسي إلى تكساس ونورث كارولينا ووست فرجينيا وفلوريدا لمعسكرات التشغيل الشخصية مع خطط للتواجد الوطني. في حين أن المعسكر التدريبي لا يمكن أن يحل محل التدريب المهني التقليدي أو برنامج التعليم ، فإنه يوفر للمشاركين التعرف على مفاهيم التصنيع الرئيسية ويمكّنهم من اتخاذ قرار بشأن الخطوة التالية في رحلة تعليمهم ووظيفتهم.

لتعبئة هذه البرامج وغيرها ، أعتقد أن جهود التجنيد يجب أن تمتد من طلاب الصفوف والمتوسطة والثانوية إلى أولياء الأمور إلى المؤسسات التعليمية ذات السنتين والأربع سنوات.

البحرية ، والتصنيع بشكل عام ، في حرب من أجل المواهب. من الضروري ملء خطوط المواهب عبر هذا الطيف بأكمله. إذا لم نتحرك الآن ، فسوف يتعرض الدفاع الوطني والاقتصاد الأمريكي للخطر.